package com.lpf.nio;

import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.URLDecoder;
import java.net.URLEncoder;

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectableChannel;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;

import java.util.Iterator;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentMap;

import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
import org.apache.log4j.BasicConfigurator;

public class SocketServer2 {

    static {
        BasicConfigurator.configure();
    }

    /**
     * 日志
     */
    private static final Log LOGGER = LogFactory.getLog(SocketServer2.class);

    /**
     * 改进的java com.lpf.nio server的代码中，由于buffer的大小设置的比较小。
     * 我们不再把一个client通过socket channel多次传给服务器的信息保存在beff中了（因为根本存不下）<br>
     * 我们使用socketchanel的hashcode作为key（当然您也可以自己确定一个id），信息的stringbuffer作为value，存储到服务器端的一个内存区域MESSAGEHASHCONTEXT。
     * 
     * 如果您不清楚ConcurrentHashMap的作用和工作原理，请自行百度/Google
     */
    private static final ConcurrentMap<Integer, StringBuffer> MESSAGEHASHCONTEXT = new ConcurrentHashMap<Integer , StringBuffer>();

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
        serverChannel.configureBlocking(false);
        ServerSocket serverSocket = serverChannel.socket();
        serverSocket.setReuseAddress(true);
        serverSocket.bind(new InetSocketAddress(83));

        Selector selector = Selector.open();
        //注意、服务器通道只能注册SelectionKey.OP_ACCEPT事件
        serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

        try {
            while(true) {
                //如果条件成立，说明本次询问selector，并没有获取到任何准备好的、感兴趣的事件
                //java程序对多路复用IO的支持也包括了阻塞模式 和非阻塞模式两种。
                if(selector.select(100) == 0) {
                    //================================================
                    //      这里视业务情况，可以做一些然并卵的事情
                    //================================================
                    continue;
                }
                //这里就是本次询问操作系统，所获取到的“所关心的事件”的事件类型（每一个通道都是独立的）
                Iterator<SelectionKey> selecionKeys = selector.selectedKeys().iterator();

                while(selecionKeys.hasNext()) {
                    SelectionKey readyKey = selecionKeys.next();
                    //这个已经处理的readyKey一定要移除。如果不移除，就会一直存在在selector.selectedKeys集合中
                    //待到下一次selector.select() > 0时，这个readyKey又会被处理一次
                    selecionKeys.remove();

                    SelectableChannel selectableChannel = readyKey.channel();
                    if(readyKey.isValid() && readyKey.isAcceptable()) {
                        SocketServer2.LOGGER.info("======channel通道已经准备好=======");
                        /*
                         * 当server socket channel通道已经准备好，就可以从server socket channel中获取socketchannel了
                         * 拿到socket channel后，要做的事情就是马上到selector注册这个socket channel感兴趣的事情。
                         * 否则无法监听到这个socket channel到达的数据
                         * */
                        ServerSocketChannel serverSocketChannel = (ServerSocketChannel)selectableChannel;
                        SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
                        registerSocketChannel(socketChannel , selector);

                    } else if(readyKey.isValid() && readyKey.isConnectable()) {
                        SocketServer2.LOGGER.info("======socket channel 建立连接=======");
                    } else if(readyKey.isValid() && readyKey.isReadable()) {
                        SocketServer2.LOGGER.info("======socket channel 数据准备完成，可以去读==读取=======");
                        readSocketChannel(readyKey);
                    }
                }
            }
        } catch(Exception e) {
            SocketServer2.LOGGER.error(e.getMessage() , e);
        } finally {
            serverSocket.close();
        }
    }

    /**
     * 在server socket channel接收到/准备好 一个新的 TCP连接后。
     * 就会向程序返回一个新的socketChannel。<br>
     * 但是这个新的socket channel并没有在selector“选择器/代理器”中注册，
     * 所以程序还没法通过selector通知这个socket channel的事件。
     * 于是我们拿到新的socket channel后，要做的第一个事情就是到selector“选择器/代理器”中注册这个
     * socket channel感兴趣的事件
     * @param socketChannel 新的socket channel
     * @param selector selector“选择器/代理器”
     * @throws Exception
     */
    private static void registerSocketChannel(SocketChannel socketChannel , Selector selector) throws Exception {
        socketChannel.configureBlocking(false);
        //socket通道可以且只可以注册三种事件SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE | SelectionKey.OP_CONNECT
        //最后一个参数视为 为这个socketchanne分配的缓存区
        socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ , ByteBuffer.allocate(50));
    }

    /**
     * 这个方法用于读取从客户端传来的信息。
     * 并且观察从客户端过来的socket channel在经过多次传输后，是否完成传输。
     * 如果传输完成，则返回一个true的标记。
     * @param socketChannel
     * @throws Exception
     */
    private static void readSocketChannel(SelectionKey readyKey) throws Exception {
        SocketChannel clientSocketChannel = (SocketChannel)readyKey.channel();
        //获取客户端使用的端口
        InetSocketAddress sourceSocketAddress = (InetSocketAddress)clientSocketChannel.getRemoteAddress();
        Integer resoucePort = sourceSocketAddress.getPort();

        //拿到这个socket channel使用的缓存区，准备读取数据
        //在后文，将详细讲解缓存区的用法概念，实际上重要的就是三个元素capacity,position和limit。
        ByteBuffer contextBytes = (ByteBuffer)readyKey.attachment();
        //将通道的数据写入到缓存区，注意是写入到缓存区。
        //这次，为了演示buff的使用方式，我们故意缩小了buff的容量大小到50byte，
        //以便演示channel对buff的多次读写操作
        int realLen = 0;
        StringBuffer message = new StringBuffer();
        //这句话的意思是，将目前通道中的数据写入到缓存区
        //最大可写入的数据量就是buff的容量
        while((realLen = clientSocketChannel.read(contextBytes)) != 0) {

            //一定要把buffer切换成“读”模式，否则由于limit = capacity
            //在read没有写满的情况下，就会导致多读
            contextBytes.flip();
            int position = contextBytes.position();
            int capacity = contextBytes.capacity();
            byte[] messageBytes = new byte[capacity];
            contextBytes.get(messageBytes, position, realLen);

            //这种方式也是可以读取数据的，而且不用关心position的位置。
            //因为是目前contextBytes所有的数据全部转出为一个byte数组。
            //使用这种方式时，一定要自己控制好读取的最终位置（realLen很重要）
            //byte[] messageBytes = contextBytes.array();

            //注意中文乱码的问题，我个人喜好是使用URLDecoder/URLEncoder，进行解编码。
            //当然java nio框架本身也提供编解码方式，看个人咯
            String messageEncode = new String(messageBytes , 0 , realLen , "UTF-8");
            message.append(messageEncode);

            //再切换成“写”模式，直接情况缓存的方式，最快捷
            contextBytes.clear();
        }

        //如果发现本次接收的信息中有over关键字，说明信息接收完了
        if(URLDecoder.decode(message.toString(), "UTF-8").indexOf("over") != -1) {
            //则从messageHashContext中，取出之前已经收到的信息，组合成完整的信息
            Integer channelUUID = clientSocketChannel.hashCode();
            SocketServer2.LOGGER.info("端口:" + resoucePort + "客户端发来的信息======message : " + message);
            StringBuffer completeMessage;
            //清空MESSAGEHASHCONTEXT中的历史记录
            StringBuffer historyMessage = MESSAGEHASHCONTEXT.remove(channelUUID);
            if(historyMessage == null) {
                completeMessage = message;
            } else {
                completeMessage = historyMessage.append(message);
            }
            SocketServer2.LOGGER.info("端口:" + resoucePort + "客户端发来的完整信息======completeMessage : " + URLDecoder.decode(completeMessage.toString(), "UTF-8"));

            //======================================================
            //          当然接受完成后，可以在这里正式处理业务了        
            //======================================================

            //回发数据，并关闭channel
            ByteBuffer sendBuffer = ByteBuffer.wrap(URLEncoder.encode("回发处理结果", "UTF-8").getBytes());
            clientSocketChannel.write(sendBuffer);
            clientSocketChannel.close();
        } else {
            //如果没有发现有“over”关键字，说明还没有接受完，则将本次接受到的信息存入messageHashContext
            SocketServer2.LOGGER.info("端口:" + resoucePort + "客户端信息还未接受完，继续接受======message : " + URLDecoder.decode(message.toString(), "UTF-8"));
            //每一个channel对象都是独立的，所以可以使用对象的hash值，作为唯一标示
            Integer channelUUID = clientSocketChannel.hashCode();

            //然后获取这个channel下以前已经达到的message信息
            StringBuffer historyMessage = MESSAGEHASHCONTEXT.get(channelUUID);
            if(historyMessage == null) {
                historyMessage = new StringBuffer();
                MESSAGEHASHCONTEXT.put(channelUUID, historyMessage.append(message));
            }
        }
    }
}